Родился в селе Осурово (Ярославская губерния) 24 августа (5 сентября) 1866 года в семье помещика. Учился в петербургской Академии художеств у П.П.Чистякова и И.Е.Репина, а также в школе А.Ажбе в Мюнхене (1896–1900). Жил в Петербурге-Петрограде (1892–1918), Москве (1920–1941) и Переславле-Залесском (1919–1920 и 1941–1943).

Украсил своими живописными панно Вознесенский собор в Новочеркасске (1903). В лучших иллюстративных циклах (к «Каштанке» А.П.Чехова, «Невскому проспекту» Н.В.Гоголя, «Горю от ума» А.С.Грибоедова, «Ревизору» Гоголя) добивался особой образной убедительности с помощью изысканно-точного штриха и тонального пятна. Его творчество стало одним из существенных связующих звеньев между стилистикой «серебряного века» и постреволюционным традиционализмом.

Создал большой цикл рисунков и акварелей о предыстории русской революции (от восстания декабристов до народовольческих терактов). Внес большой вклад в сценографию, оформив ряд постановок Малого театра.  В поздние десятилетия много работал как иллюстратор (произведений Ф.М.Достоевского, Л.М.Леонова, Н.А.Некрасова, И.С.Тургенева и др.), но все чаще обращался к простым переяславским мотивам.

Умер Кардовский в Переславле-Залесском 9 февраля 1943 года.